白鷺頻譜分析儀是一種用于研究電信號頻譜結(jié)構(gòu)的多用途電子測量儀器,能夠測量和分析信號的頻率、幅度、相位等參數(shù),廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、電子對抗、航空航天及科研教學(xué)等領(lǐng)域,被譽(yù)為工程師的“射頻萬用表”。其核心在于將時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號,通過傅里葉變換原理,將復(fù)雜信號分解為不同頻率的正弦波疊加,從而顯示信號的頻譜分布。其基本功能包括頻譜掃描、峰值檢測、諧波分析、噪聲系數(shù)測量及調(diào)制分析等,可分析調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)等調(diào)制信號的參數(shù),評估信號失真度、譜純度及頻率穩(wěn)定度。
1、輸入衰減器
作為信號進(jìn)入頻譜儀的第一級處理單元,輸入衰減器通過調(diào)整衰減量(如0至39dB,3dB步進(jìn))確保信號幅度在混頻器等后續(xù)電路的安全范圍內(nèi)。其核心功能包括:
保護(hù)電路:防止大信號導(dǎo)致混頻器或中頻處理電路飽和損壞。
匹配特性:維持頻譜儀在寬頻范圍內(nèi)的輸入阻抗匹配,減少信號反射。
動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展:通過衰減控制,實(shí)現(xiàn)從微弱信號(如-160dBm)到強(qiáng)信號(如+27dBm平均連續(xù)功率)的測量覆蓋。
2、混頻器與本地振蕩器(LO)
混頻器:將輸入射頻信號(RF)與本地振蕩器產(chǎn)生的信號進(jìn)行頻率混合,生成中頻信號(IF)。
本地振蕩器:通常采用電壓控制振蕩器(VCO)實(shí)現(xiàn)頻率掃描,通過掃頻器(Sweep Generator)調(diào)整VCO電壓,使LO頻率在設(shè)定范圍內(nèi)變化(如9kHz至7.5GHz),從而覆蓋待測頻段。
3、中頻濾波器(IF Filter)
中頻濾波器是頻譜分析儀的核心組件,其帶寬(RBW,Resolution Bandwidth)和形狀直接影響測量性能:
分辨率:RBW越窄,頻譜儀分辨相鄰頻率信號的能力越強(qiáng)(如1Hz至3MHz可調(diào))。
靈敏度:窄RBW可降低噪聲基底(如-160dBm顯示平均噪聲電平),提升對微弱信號的檢測能力。
測量速度:RBW越窄,掃描時(shí)間越長(需權(quán)衡分辨率與速度)。
4、對數(shù)放大器與檢波器
對數(shù)放大器:將輸入信號幅度轉(zhuǎn)換為對數(shù)尺度輸出,擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍(如處理從-160dBm到+27dBm的信號)。
檢波器:將中頻信號功率轉(zhuǎn)換為視頻電壓,支持多種檢波方式(如峰值、平均值、準(zhǔn)峰值)以適應(yīng)不同信號特性(如正弦波、噪聲、調(diào)制信號)。
5、視頻濾波器(Video Filter)
對檢波器輸出的視頻信號進(jìn)行低通濾波,減小視頻帶寬(VBW)可平滑頻譜顯示中的噪聲抖動(dòng),提升測量可重復(fù)性。例如,減小VBW可暴露被寬視頻濾波器掩蓋的低電平信號。
6、顯示與控制系統(tǒng)
顯示模塊:采用高亮度屏幕(如HSA870的6.5英寸大屏)顯示頻譜圖、瀑布圖(時(shí)間-頻率-功率三維顯示)等。
控制接口:提供USB、LAN等通信接口,支持遠(yuǎn)程操控;采用標(biāo)準(zhǔn)SCPI命令集,便于集成測試系統(tǒng)。
用戶界面:通過按鍵或觸摸屏操作,實(shí)現(xiàn)頻率范圍、掃描時(shí)間、檢波方式等參數(shù)設(shè)置。
7、擴(kuò)展功能模塊(選配)
跟蹤源:生成與輸入信號頻率相同的測試信號,用于濾波器、放大器等器件的頻率響應(yīng)測試。
前置放大器:提升系統(tǒng)靈敏度,擴(kuò)展對微弱信號的測量能力。
場強(qiáng)測量與天饋線測試:支持電磁環(huán)境監(jiān)測和天線系統(tǒng)性能評估。
GPS/北斗導(dǎo)航:為外場測試提供位置信息,輔助頻譜地圖繪制。
